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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-09
    描述 4)v\Dc/9i  
    e0v&wSi  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 *AZC{jP  
    EBK\.[  
    建立系统 n?kU  
    J*a`qU   
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 )o AK)e  
    pOnZ7(  
    ]=@>;yP)  
    s49 AF  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 AHn^^'&x[  
             v,Ep2$  
         mR8&9]g&  
                   owmA]f  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 ,lL0'$k~  
    ~[k 2(  
    ZiVTc/b  
    %ze Sx  
    K'1rS[^>R  
    ~l{CUQU  
    iCc@N|~  
    eR8h4M~O  
    O23f\pm&  
        
    A3Ltk 2<  
    分析 N-_2d*l3  
    "z@q G]#5  
    这个系统的点扩散函数: m(*CuM[E  
      •    Log (Normal PSF) .hETqE`E  
    •    λ = 0.55 mm cJi5\<b  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Er~5\9,/<]  
    •    EPD = 10 mm Hr96sN.R   
    •    f/# = 9.68 l$zo3[  
    点扩散函数如下图: 'T+3tGCy+  
    )WKe,:C  
    (MJu3t @  
           i~ zL,/O8  
    s {$c8  
    系统的点扩散函数是: 4i/TEHQ  
    •     Log (Normal PSF) ^[^uDE <  
    •     λ = 0.55 mm Bv3?WW  
    •     1 wave 3rd order spherical lEQn2+  
    •     EPD = 13.31 mm )Bd+jli|s  
    •     f/# = 7.27 Yx XDRb\kW  
    点扩散函数如下图: mIl^  
    MEq ()}7P  
    ^t9"!K  
    HYW+,ts'  
    演算 Z1^S;#v  
    |D`Zi>lv  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: <t]i' D(K  
               9dy"Y~c  
    }IEYH&4!  
    hvZW~ =75  
    在这个等式中变量定义如下: 2JtGS-t  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) n# Z6d`  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) Gh42qar`  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx d3^LalAp  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 8l;0)`PU  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) 0+cRUH9Ew  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) ZaXK=%z  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) @: %}clZ  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 "+Xwc+v^  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 RQ}x7< /{  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) F;`of  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) <f{m=Dc  
    •     F == focal length(焦距 f85j?Jm  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) B3XVhUP  
    e J2[=L'  
    比较 M*aE)D '  
    kwZC 3p\\  
    在下图中: shnfH   
    透镜EPD=10mm ^>[DG]g  
    截止频率=184lp/mm `=%[  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 * C's7O{O  
         *"j_3vAx  
    o"QpV >x  
    在下面的图表中: Q.M3rRh  
    透镜EPD=13.31 mm .R biF  
    截止频率=250 lp/mm &AOw(?2  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm P|_?{1eO2  
         Gash3}+  
    |~v($c  
    J>XaQfzwU  
    杂散光对评价函数的影响
    LF*3Iw|v  
    EzzzH(!j  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 p*NC nD*  
    ?aO%\<b  
    "LXLUa03  
    #BlH)Cv  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: q)<5&|V  
    |FPx8b;#  
    3=sA]j-+(  
     
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